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3.4　光的折射规律
学习目标 1. 知道光的折射现象，知道在折射现象中光路是可逆的。 2. 通过实验探究理解光的折射规律。 3. 能用光的折射规律解释简单的折射现象，提高应用能力。
任务一　研究光的折射现象
(一)阅读课本P66～P67，回答下列问题。
问题1：光从空气　斜射　入水中时，传播方向发生了　偏折　，这种现象叫做光的折射。
问题2：类比光的反射图，完成折射图中概念的学习。(用图中字母表示)
(1)界面：空气和水的交界处。
(2)入射光线：光线　AO　。
(3)入射点：　O　点。
(4)折射光线：光线　OB　。
(5)法线：　MN　。
(6)入射角：　∠AOM　。
(7)折射角：　∠BON　。
(二)探究光的折射规律
活动1：提出问题
(1)折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内？
(2)折射角和入射角的大小有什么关系？
活动2：实验器材与组装
(1)器材：激光笔、带角度的可绕MN转动的硬塑料板、水槽。
(2)组装：按如图所示方式组装实验器材，让标有角度的塑料板紧贴水槽，向水槽内注入适量的水，使水面和90°线相平。
活动3：实验和分析
(1)如活动2中(2)图所示，使塑料板两半在同一平面内，用激光笔紧贴塑料板照向水中，在塑料板上呈现出折射光线、入射光线；使塑料板MN右侧部分向前折、向后折，在右侧　不能　(选填“能”或“不能”)看见折射光线。该实验现象说明折射光线、入射光线和法线　在同一平面内　。
(2)如图甲所示，使激光笔贴着左侧塑料板沿某一个角度从空气中射到界面上的O点，观察入射光线AO和折射光线OA′；改变入射光照射的角度，观察入射光线BO和折射光线OB′。光从空气斜射入水中，折射光线向　法线　(选填“界面”或“法线”)偏折，折射角　小于　(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
　
(3)如图乙所示，使激光笔贴着右侧塑料板沿某一个角度从水中射到界面上的O点，观察入射光线MO和折射光线OM′；改变入射光照射的角度，观察入射光线NO和折射光线ON′。光从水中斜射入空气，折射光线向　界面　(选填“界面”或“法线”)偏折，折射角　大于　(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
(4)综合(2)(3)的操作可知，入射角增大时，折射角　增大　；入射角减小时，折射角　减小　。
(5)如图甲所示，若让光沿着A′O从水中斜射入空气中，则折射光将沿着OA射出，说明在折射现象中，光路是　可逆　的。
探究补充：
(1)硬塑料板的作用：
①呈现光的传播路径；
②探究入射光线、折射光线和法线是否在同一平面内。
(2)光不偏折的特例：如图所示，当光垂直界面入射时，光不偏折，此时折射角等于入射角，都等于0°。
(3)光从空气中斜射入其他透明介质中时，折射角小于入射角；光从其他透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
易错提醒：(1)由于在折射过程中，先有入射角，后有折射角，所以必须说“折射角小于(或大于)入射角”，而不能说“入射角小于(或大于)折射角”。
(2)多次实验的目的是“得出普遍规律”，而不是“减小误差”。
1. 光的折射现象：光从一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象，叫做光的折射。
2. 光的折射图解
3. 光的折射规律：当光从空气斜射入水里或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。
【应用1】一束光线由空气斜射入水中，入射角为α，反射角为β，折射角为γ，则(　D　)
A. α＞β＞γ B. α＜β＜γ
C. α＝β＜γ D. α＝β＞γ
【应用2】如图所示，一束光从空气斜射入玻璃，请画出折射光线。
答：如图所示。
特别提醒：光从空气斜射入其他介质时，折射光线会偏向法线，即折射角小于入射角。
任务二　生活中的折射现象
分析推理水中物体经折射后成像的位置。
问题1：如图所示，水面下方有一点，来自该点的入射光线已经给出，请根据光的折射特点，画出两条入射光线斜射入空气后的折射光线及成像的位置。
答：如图所示。
问题2：反向延长两折射光线，使其交于一点，交点就是该点　像　的位置。
问题3：通过分析可知，水下某点的像比该点位置　高　(选填“高”或“低”)。
问题4：结合问题3中结论，解释“捕鱼时，向看见鱼的下方插”的原因。
答：我们看见的鱼的像，比实际鱼的位置高，所以要向看见鱼的下方插，才能插住真正的鱼。
1. 生活中的折射现象
(1)海市蜃楼；(2)潭清疑水浅；(3)碗中看不见的硬币加水后看见了等。
2. 折射形成的像是虚像。
【应用3】中华文化博大精深，有些古诗词中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中的情境能用光的折射原理解释的是(　B　)
A. 起舞弄清影
B. 潭清疑水浅
C. 风吹草低见牛羊
D. 楼台倒影入池塘
【应用4】小明将装有硬币A的空杯放在弟弟面前，弟弟的眼睛在P点看不到硬币，如图甲所示。小明向杯中缓缓注满水，弟弟的眼睛在P点看到了硬币在B点，如图乙所示。请你在图乙中画出弟弟看到硬币的入射光线、折射光线，并标出折射角γ(保留作图痕迹)。
　
答：如图所示。
特别提醒：在折射成像光路图中，折射光线过像、P，据此确定折射光线；折射光线与界面交点为入射点，连接物体与入射点得到入射光线。
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学习目标 1. 知道光的折射现象，知道在折射现象中光路是可逆的。 2. 通过实验探究理解光的折射规律。 3. 能用光的折射规律解释简单的折射现象，提高应用能力。
任务一　研究光的折射现象
(一)阅读课本P66～P67，回答下列问题。
问题1：光从空气 入水中时，传播方向发生了 ，这种现象叫做光的折射。
问题2：类比光的反射图，完成折射图中概念的学习。(用图中字母表示)
(1)界面：空气和水的交界处。
(2)入射光线：光线 。
(3)入射点： 点。
(4)折射光线：光线 。
(5)法线： 。
(6)入射角： 。
(7)折射角： 。
(二)探究光的折射规律
活动1：提出问题
(1)折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内？
(2)折射角和入射角的大小有什么关系？
活动2：实验器材与组装
(1)器材：激光笔、带角度的可绕MN转动的硬塑料板、水槽。
(2)组装：按如图所示方式组装实验器材，让标有角度的塑料板紧贴水槽，向水槽内注入适量的水，使水面和90°线相平。
活动3：实验和分析
(1)如活动2中(2)图所示，使塑料板两半在同一平面内，用激光笔紧贴塑料板照向水中，在塑料板上呈现出折射光线、入射光线；使塑料板MN右侧部分向前折、向后折，在右侧 (选填“能”或“不能”)看见折射光线。该实验现象说明折射光线、入射光线和法线 。
(2)如图甲所示，使激光笔贴着左侧塑料板沿某一个角度从空气中射到界面上的O点，观察入射光线AO和折射光线OA′；改变入射光照射的角度，观察入射光线BO和折射光线OB′。光从空气斜射入水中，折射光线向 (选填“界面”或“法线”)偏折，折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
　
(3)如图乙所示，使激光笔贴着右侧塑料板沿某一个角度从水中射到界面上的O点，观察入射光线MO和折射光线OM′；改变入射光照射的角度，观察入射光线NO和折射光线ON′。光从水中斜射入空气，折射光线向 (选填“界面”或“法线”)偏折，折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
(4)综合(2)(3)的操作可知，入射角增大时，折射角 ；入射角减小时，折射角 。
(5)如图甲所示，若让光沿着A′O从水中斜射入空气中，则折射光将沿着OA射出，说明在折射现象中，光路是 的。
探究补充：
(1)硬塑料板的作用：
①呈现光的传播路径；
②探究入射光线、折射光线和法线是否在同一平面内。
(2)光不偏折的特例：如图所示，当光垂直界面入射时，光不偏折，此时折射角等于入射角，都等于0°。
(3)光从空气中斜射入其他透明介质中时，折射角小于入射角；光从其他透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
易错提醒：(1)由于在折射过程中，先有入射角，后有折射角，所以必须说“折射角小于(或大于)入射角”，而不能说“入射角小于(或大于)折射角”。
(2)多次实验的目的是“得出普遍规律”，而不是“减小误差”。
1. 光的折射现象：光从一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象，叫做光的折射。
2. 光的折射图解
3. 光的折射规律：当光从空气斜射入水里或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。
【应用1】一束光线由空气斜射入水中，入射角为α，反射角为β，折射角为γ，则( )
A. α＞β＞γ B. α＜β＜γ
C. α＝β＜γ D. α＝β＞γ
【应用2】如图所示，一束光从空气斜射入玻璃，请画出折射光线。
特别提醒：光从空气斜射入其他介质时，折射光线会偏向法线，即折射角小于入射角。
任务二　生活中的折射现象
分析推理水中物体经折射后成像的位置。
问题1：如图所示，水面下方有一点，来自该点的入射光线已经给出，请根据光的折射特点，画出两条入射光线斜射入空气后的折射光线及成像的位置。
问题2：反向延长两折射光线，使其交于一点，交点就是该点 的位置。
问题3：通过分析可知，水下某点的像比该点位置 (选填“高”或“低”)。
问题4：结合问题3中结论，解释“捕鱼时，向看见鱼的下方插”的原因。
1. 生活中的折射现象
(1)海市蜃楼；(2)潭清疑水浅；(3)碗中看不见的硬币加水后看见了等。
2. 折射形成的像是虚像。
【应用3】中华文化博大精深，有些古诗词中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中的情境能用光的折射原理解释的是( )
A. 起舞弄清影
B. 潭清疑水浅
C. 风吹草低见牛羊
D. 楼台倒影入池塘
【应用4】小明将装有硬币A的空杯放在弟弟面前，弟弟的眼睛在P点看不到硬币，如图甲所示。小明向杯中缓缓注满水，弟弟的眼睛在P点看到了硬币在B点，如图乙所示。请你在图乙中画出弟弟看到硬币的入射光线、折射光线，并标出折射角γ(保留作图痕迹)。
　
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